【正文】 ........................................... 43 感想 ....................................................... 44 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 7 第一章 緒論 引言 試驗(yàn)機(jī)是試驗(yàn)、檢測(cè)材料 (金屬材料、非金屬材料 )、零部件、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、硬度、彈性、塑性、韌性、延性和表面與內(nèi)部缺陷的儀器設(shè)備、系統(tǒng)或裝置。按照要求，本次的軟件可分為以下幾大功能模塊，分別是串口通信模塊、顯示模塊、繪圖模塊、存儲(chǔ)模塊及其他附加功能模塊，其中， 重 點(diǎn) 講述了 串口通信模塊的功能實(shí)現(xiàn) 。對(duì) 拉力試驗(yàn)機(jī) 的工作原理 及整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 進(jìn)行了簡要的闡述。 關(guān)鍵詞 ： 拉力試驗(yàn)機(jī) ；監(jiān)控軟件； C++； 串口通信 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 4 ABSTRACT The main purpose of the design of tensile testing machine PC software is work with tensile testing machine, puter, monitor multiple tensile testing machine with wireless work technology, a simple treatment of the received data, draw force curve, and plete the data storage. The main content of this paper is to introduce a monitoring software based on C++ language. The work structure of the working principle of tensile test machine and the whole system are briefly discussed. Analysis of consumer demand, the software design method, design ideas, design process. Introduced the method of modular design and describes the functions of each function module realization. According to the requirement, the software can be divided into several functional modules, respectively is the serial munication module, display module, the drawing module, storage module and other additional function module, wherein, focuses on the serial munication module. In the debugging process, some of the problems encountered were obtained through the guidance of a teacher, access to information and other methods to solve good. The result of running the program basically achieve the expected results, to meet the requirements of serial munication reliability, tensile curve drawing is more accurate, but also realize the function of data storage. However, there are still shortings. For example: the interface landscaping should be further strengthened, the software is not flexible enough, failed to achieve the tensile curve graph storage. Key words: Tensile testing machine。隨著材料科學(xué)和材料力學(xué)的研究，拉 力 試驗(yàn)機(jī)逐漸成為一種專門用于研究各類材料機(jī)械性能試驗(yàn)，工藝性能，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的工具。他們就是利用計(jì)算機(jī)來控制試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試過程，并用計(jì)算機(jī)來采集試驗(yàn)時(shí)的各種傳感器的數(shù)據(jù)，然后在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，在試 驗(yàn)結(jié)束后試驗(yàn)機(jī)可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理，從而得到例如彈性模量、強(qiáng)度極限、屈服極限等材料參數(shù)，同時(shí)還可以通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行各種精確的閉環(huán)控制方式，例如位移控制、應(yīng)變控制、應(yīng)力控制等。 因此， 開發(fā)拉力試驗(yàn)機(jī) PC 端軟件的 意義 主要體現(xiàn)在 以下 兩 方面 : 拉力試驗(yàn)機(jī)計(jì) PC 端軟件 可 以 充 分發(fā)揮最新計(jì)算機(jī)產(chǎn)品所帶來的海量的存儲(chǔ)空間、快速的 CPU 運(yùn)算速度所帶來的性能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完成高速率的運(yùn)算處理，最大限度地保證了系統(tǒng)擁有高性能的硬件基礎(chǔ)。 一臺(tái)基于 STD總線微機(jī)控制的拉力試驗(yàn)機(jī)的原理如下： 由力傳感器和位移傳感器把拉伸試驗(yàn)過程中采集到的電信號(hào)傳到 STD總線工業(yè)控制機(jī)的前置放大電路 , 經(jīng)前置放大電路一級(jí)放大之后 , 傳送到模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 , 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 10 經(jīng)過模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 , 電信 號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù) , 同時(shí)又被二級(jí)放大 , 再經(jīng)由RS232C串行接口 , 傳入計(jì)算機(jī) , 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制。比較 有代表性的是美國的英斯特朗 (Instron)公司，德國的茨維克 (Zwiek)公司、德國申克 (Schenck)公司和美國的 MTS 公司等。總體來說，各有千秋，有的功能簡單但操作方便，有的功能強(qiáng)大但操作復(fù)雜。 Zigbee 簡介 Zigbee 是基于 協(xié)議 。相比較 ， 藍(lán)牙能工作數(shù)周、 WiFi 只 可工作數(shù)小時(shí)。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。 ZigBee 提供了三級(jí)安全模式，包括無安全設(shè)定、使用訪問控制清單 (Access Control List, ACL) 防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) (AES 128)的對(duì)稱密碼，以靈活確定其安全屬性。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)所要完成的工作就是對(duì)拉力試驗(yàn)機(jī) PC 端軟件的設(shè)計(jì)。 工業(yè)圖形的繪制通常是以坐標(biāo)系的形式動(dòng)態(tài)地顯示圖形的變化 ，并且操作面板符合操作人員的習(xí)慣。 在軟件設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于完成大規(guī)模的程序設(shè)計(jì)，往往按其問題的需要，將程序劃分成若干段去編寫。模塊化結(jié)構(gòu)的程序的共同點(diǎn)是 : (l)必須有也只能有一個(gè)主控程序模塊 ； (2)程序模塊具有獨(dú)立性，主控程序可以直接或間接的調(diào)用其余的模塊 ； (3)程序模塊 (主控程序模塊 )之間也存在調(diào)用與被調(diào)用的關(guān)系 ； (4)任何一個(gè)程序模塊調(diào)用另一個(gè)程序模塊被調(diào)用的程序模塊執(zhí)行完畢后 ， 必須返回其調(diào)用程序的下一個(gè)執(zhí)行點(diǎn) ； (5)從主控程序開始，在其 內(nèi)終止。 （ 4）附加功能模塊 附加功能模塊包括， 翻看以前的數(shù)據(jù) 、清空 接收區(qū) 、 關(guān)閉程序 、 停止顯示 等功能 。 編程語言的選擇 本系統(tǒng)的 PC端 軟件采用 C++作為開發(fā)語言。本次課題中的拉力試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用的 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種相比于 wifi和藍(lán)牙等一些常見的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更有競(jìng)爭力的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 VC++是新一代面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具，提供了良好的界面設(shè)計(jì)能力，在 PC 機(jī)的串口通信方面有很強(qiáng)的功能。 MSComm 控件簡介 MSComm 通信控件 是微軟公司開發(fā)的專門用于串行通信的控件。 在使用串口對(duì)象之前，首先要了解一下控件的一些屬性。 Settings 屬性 該屬性用于設(shè)置并返回?cái)?shù)據(jù)傳輸速率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)比特 、停止比特參數(shù)。默認(rèn)情況下讀取緩存區(qū)里南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 23 的全部內(nèi)容，若設(shè)置 InputLen屬性值大于 0，則讀取的字符數(shù)量由 InPutLen屬性值決定。使用如下函數(shù)來操作該屬性： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 24 short GetInBufferCount()； //獲取當(dāng)前輸入緩存區(qū)中待讀取數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) void SetInBufferCount（ short nNewValue）； //設(shè)置當(dāng)前輸入緩沖區(qū)代讀取數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) 使用 SetInBufferCount（）函數(shù)，參數(shù) nNewValue 設(shè)為 0 時(shí)，可將緩沖區(qū)清空，除 0 外的參數(shù)都有可能導(dǎo)致函數(shù)出錯(cuò)。 //聲明 m_Comm變 量為 CMSComm類型 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 26 另外需要使用 Visual C++類向?qū)ё詣?dòng)創(chuàng)建靜態(tài)文本、按鈕和編輯框的關(guān)聯(lián)成員變量，如圖 圖 控件成員變量聲明 串口初始化程序的開發(fā) 在“ ClassView”中，單擊“ CommDlg”類名前的“ +”，展開該類，找到OnInitDialog()并雙擊 OnInitDialog()，則打開 文件并顯示出該函數(shù) CommDlg::OnInitDialog() 的定義（函數(shù)名和函數(shù)體）。其開發(fā)的過程為以下兩個(gè)步驟： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 27 步驟 1：添加串口事件消息響應(yīng)處理函數(shù)，實(shí)現(xiàn) MSComm 控件的消息機(jī)制建立。 (2)操作通用性 根據(jù)程序功能，將所需要的操作分割成不同的界面，為用戶提供菜單，命令南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 28 按鈕，組合框，對(duì)話框等易于使用的界面控件。同時(shí)，合理使用窗體控件之間以及控件四周的空白區(qū)域， 有助于突出元素和改善可用性。刪除上面的 STATIC控件和確定取消按鈕。包括測(cè)試結(jié)果顯示編輯框， Butten按鈕控件，靜態(tài)文本控件等。 （ 2） Combo Box控件 該控件提供用戶下拉菜單式的選擇窗口。在相應(yīng)的小心響應(yīng)函數(shù)中加上處理函數(shù)即可完成預(yù)期的功能 經(jīng)過上面幾步，基本完成了主體對(duì)話框的設(shè)計(jì)，但是這 只是 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)中的一部分。 一旦不再需要畫筆，記得用 DeleteObject 函數(shù)將其刪除 。 PS_INSIDEFRAME： 由橢圓、矩形、圓角矩形、餅圖以 及弦等生成的封閉對(duì)象框時(shí)，畫線寬度向內(nèi)擴(kuò)展。 MoveTo 函數(shù) MoveTo 函數(shù)的功能是 將 CP 移到 (x, y)，函數(shù)實(shí)例如下： pDCMoveTo(,)。在設(shè)備坐標(biāo)（ Device Coordinate）中 用 MoveTo 函數(shù)來確定坐標(biāo)原點(diǎn)，然后去 LineTo 函數(shù)將所有的點(diǎn)連起來，配合畫筆就畫出了近似曲線的折線。 flag_liu 和 flag_ya 分別代表了兩臺(tái)設(shè)備， 他們繪圖的唯一不同點(diǎn)就是數(shù)據(jù)保存的位置不同。下面介紹數(shù)據(jù)儲(chǔ)存常用到的兩種變量和一個(gè)函數(shù)。 可以用 Variant 數(shù)據(jù)類型來替換任何數(shù)據(jù)類型，這樣會(huì)更有適應(yīng)性。調(diào)用成功 ,返回非 0， 調(diào)用不成功 ,返回為 0。 運(yùn)用 C++基本的 CFile 類，結(jié)合以上所介紹的知識(shí)，可以比較容易的完成數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)，具體的文件儲(chǔ)存流程圖如下（圖 ）： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 36 圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的流程圖 說明： 本軟件是運(yùn)用的數(shù)組實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，每秒 12 個(gè)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)時(shí)間大概為三分鐘，每個(gè)數(shù)據(jù)占四個(gè)字節(jié)，所以數(shù)組的大小即為 [180*12*4] 此流程圖中值給出了兩個(gè)保存路徑，分別對(duì)應(yīng)兩臺(tái)拉力設(shè)備，更多臺(tái)的設(shè)備可以依此類推。） N FilePath=。） amp。這類錯(cuò)誤多半是由于書寫錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)類型不一致等，往往很容易發(fā)現(xiàn)。 （ 3） 歸納法 歸納法就是從測(cè)試所暴露的問題出發(fā)，收集所有正確或不正確的數(shù)分析它們之間的關(guān)系，提出假象的錯(cuò)誤原因，用這些數(shù)據(jù)來證明或反駁，從而定位錯(cuò)誤所在。 虛擬串口軟件 首先，現(xiàn)在的筆記本電腦上很少配置串口，如果直接用串口助手將無法進(jìn)行“打開串口”的操作，為此必須先為筆記本安裝一個(gè)虛擬串口的軟件。 串 口助手是本次南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 40 調(diào)試的主要工具軟件，具體界面下圖 圖 串口調(diào)試助。下載后進(jìn)行安裝，啟動(dòng)運(yùn)行 VSPD 并添加虛擬串口對(duì)，則完成虛擬